TWI610475B - 微機電發電元件及其製造方法 - Google Patents
微機電發電元件及其製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI610475B TWI610475B TW106107339A TW106107339A TWI610475B TW I610475 B TWI610475 B TW I610475B TW 106107339 A TW106107339 A TW 106107339A TW 106107339 A TW106107339 A TW 106107339A TW I610475 B TWI610475 B TW I610475B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- rotor element
- sacrificial layer
- wire
- wires
- micro
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 8
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 6
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Micromachines (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Abstract
本發明係關於一種微機電發電元件及其製造方法，係於一基板上形成複數並列的下導線、至少一連接導線及一絕緣層，於下導線上形成堤牆結構，於該堤牆結構中央的一容置空間利用形成犧牲層及磁性元件，而於去除犧牲層後形成一轉子元件，並於堤牆結構上形成穿孔後，於穿孔中形成導線與基板上的下導線連接，再於堤牆結構頂部形成上導線，使上、下導線及連接導線構成一組繞阻，並蓋上一蓋板；當該轉子元件移動或轉動時，即可造成通過該組繞阻磁力線的變化，進而達到發電效果，如此即可以微機電晶片實現發電元件，減少佔據體積及重量。
Description
本發明係關於一種微機電元件及其製造方法，尤指一種微機電發電元件及其製造方法。
由於環保意識逐漸受到重視，綠能電子產品也逐漸成為產業及技術發展的一項主流，其中，如感應式發電的腳踏車燈，其利用輪框轉動感應發電，或如夜跑時佩戴在身上的夜跑警示燈，其利用跑者身體造成的震動產生電力，皆為時下綠能電子與運動用品產業結合的綠能電子產品。
發電元件的技術對於綠能電子產品來說相當重要，而目前發電元件多係以磁鐵及金屬線圈等元件構成，其佔據產品體積及重量相當之比例，因此對於要求縮小化、輕量化的運動產品而言造成不小的負擔，因此若能有微型化的發電元件，將有助於各種綠能電子產品的發展。
有鑒於現有發電元件佔據體積大及重量高，不利於輕量化綠能電子產品設計之缺陷，本發明係提供一種微機電發電元件及其製造方法。
欲達上述目的所採用之技術手段，係令該微機電發電元件包含：一基板；一堤牆結構，係形成於該基板上，且中央形成有一容置空間；
一轉子元件，係包含磁性物質，且可移動地設置於該堤牆結構中央的容置空間內；一組繞阻，係形成於該堤牆結構對應轉子元件之周邊，並至少部分包覆於該堤牆結構內；一蓋板，係蓋設於該堤牆結構上。
上述微機電發電元件係封裝成一微機電元件(MEMS)，當外部有磁場變化或是受到震動時，將使其內部的轉子元件移動或旋轉，造成通過繞阻的磁力線發生變化，進而於繞阻上產生感應電流，達到發電之目的，而本發明係以微機電元件來實現發電元件，可大幅降低體積及重量，有助於縮小化及輕量化之科技趨勢。
欲達上述目的，係令該微機電發電元件製造方法包含有：提供一基板；於該基板上形成二組並列的下導線及一連接導線，該二組下導線相間隔一距離，並以該連接導線連接該二組下導線中的其中二條下導線；於該二組下導線間隔處形成一絕緣層、一犧牲層及一轉子元件，該轉子元件包含磁性物質，且包覆於該犧牲層內；於該犧牲層周邊形成一堤牆結構以覆蓋該二組下導線，並於該堤牆結構上對應該二組下導線形成複數對應導線穿孔，且去除該犧牲層；於堤牆結構的導線穿孔內形成導線，並於堤牆結構頂部形成複數上導線，以連接部分該穿孔內的導線，使上導線、下導線及堤牆結構內的導線形成一組繞阻；於堤牆結構頂部蓋設一蓋板。
依上述製造方法即可製造出本發明之微機電發電元件，該轉子元件可於堤牆結構的中央旋轉或移動，達到以微機電實現發電機結構之目的。
10‧‧‧基板
20‧‧‧下導線
21、21’‧‧‧連接導線
22‧‧‧導線
23、23’‧‧‧上導線
30‧‧‧絕緣層
40‧‧‧犧牲層
41‧‧‧第一犧牲層
42‧‧‧第二犧牲層
50‧‧‧轉子元件
51‧‧‧轉子元件座
60‧‧‧堤牆結構
61‧‧‧導線穿孔
70‧‧‧蓋板
圖1：為本發明製造方法之步驟流程圖。
圖2~圖7：為圖1各流程之狀態示意圖。
圖8：為本發明成品之示意圖。
圖9a：為本發明一較佳實施例之局部示意圖。
圖9b：為本發明另一較佳實施例之局部示意圖。
為能詳細瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實施，進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如下。
請參閱圖1及圖2，本發明微機電發電元件製造方法包含有：提供一基板10；請進一步參考圖3a及圖3b，於該基板10上形成二組並列的下導線20及至少一連接導線21，該二組下導線20相間隔一距離，並以該連接導線21連接其中二條下導線20；如圖4a及4b所示，於該二組下導線20間隔處形成一絕緣層30，再如圖5所示，形成一犧牲層40及一轉子元件50，其中，該轉子元件50包含磁性物質，且包覆於該犧牲層40內，於本實施例中，係先形成一第一犧牲層41，於該第一犧牲層41上形成該轉子元件50，於該轉子元件50上形成一第二犧牲層42包覆該轉子元件50及該第一犧牲層41，形成該絕緣層30之目的係使基板10上的連接導線21與該轉子元件50之間維持電性絕緣，故於本實施例中，該絕緣層30至少覆蓋二組下導線20之間的連接導線21，亦可如圖4c所示，全面覆蓋該二組下導線20及該連接導線21；
進一步如圖6a、6b及圖7所示，於該犧牲層40周邊形成一堤牆結構60以覆蓋該二組下導線20，於該堤牆結構60上對應該二組下導線20形成複數對應的導線穿孔61，且去除該犧牲層40，於本實施例中，該複數導線穿孔61可以微影蝕刻製程形成，此時，於蝕刻步驟時可一併去除該犧牲層40，亦可以雷射穿孔方式形成該複數導線穿孔61，再以蝕刻液去除該犧牲層40；如圖7所示，於堤牆結構60的導線穿孔61內形成導線22，並於堤牆結構60頂部形成複數上導線23，連接部分該導線穿孔61內的導線22，使上導線23、下導線20及堤牆結構60內的導線22形成一組繞阻；如圖8所示，於堤牆結構60頂部蓋設一蓋板70，以將該轉子元件50封裝於堤牆結構60內。
誠如圖5所示，上述製造方法中，形成第一、第二犧牲層41、42及轉子元件50之步驟，可進一步於該第一犧牲層41上形成一凹槽，並於凹槽內形成轉子元件座51，如此，當去除第一、第二犧牲層41、42時，可進一步使轉子元件50底部設有該轉子元件座51，使轉子元件50更容易移動及旋轉，亦可進一步於轉子元件50頂面進一步形成另一轉子元件座51。
由於上述導線必須構成複數匝相同方向(順時針或逆時針)的繞組，其佈線方式可如圖9a及圖9b所示，其中圖9a所示係其中一種繞阻的構成方式，其係於堤牆結構60頂部形成斜向的上導線23，使整體構成複數匝順時針方向的一組繞阻，或可於基板10上形成斜向並列的下導線20，於堤牆結構60頂部形成直向並列的上導線23，構成與圖9a頂底部顛倒的繞阻結構，圖9b所示之繞組，係以每三條導線搭配一條上導線23’或連接導線21’，使整體構成複數匝順時針方向的一組繞阻。
上述微機電發電元件製造方法所製成之微機電發電元件包含有：一基板10；
一堤牆結構60，係形成於該基板10上，且中央形成有一容置空間；一轉子元件50，係為磁性物質，且可移動地設置於該堤牆結構60中央的容置空間內，於本實施例中，該轉子元件50底部及頂部各形成有一轉子元件座51；一組繞阻，係形成於該堤牆結構60對應轉子元件50之周邊，並至少部分包覆於堤牆結構60內，於本實施中，該組繞阻包含有複數形成於該基板10上的下導線20、一形成於該基板10上的連接導線21、複數形成於該堤牆結構60內的導線22及複數形成於該堤牆結構60頂部的上導線23；一蓋板70，係蓋設於該堤牆結構60上。
由於上述轉子元件50係封裝於堤牆結構60中央，當整個微機電晶片受晃動時，該轉子元件50即於堤牆結構60的容置空間中移動，如此即可使通過該繞阻的磁力線產生變化，進而於該繞阻上產生感應電流而達成發電之目的。
又或者當微機電晶片外部有磁場產生變動，進而造成轉子元件轉動時，亦同樣可進而使通過繞阻上的磁力線產生變化，以產生感應電流，達到發電之目的。
綜上所述，本發明係以微機電晶片實現發電元件之製作，可大幅減少發電元件佔據之體積及重量，達到縮小化及輕量化之目的，有助於綠能電子產品縮小化及輕量化之科技趨勢。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用以限定本發明主張的權利範圍，凡其它未脫離本發明所揭示的精神所完成的等效改變或修飾，均應包括在本發明的申請專利範圍內。
Claims (7)
- 一種微機電發電元件，其包含：一基板；一堤牆結構，係形成於該基板上，且中央形成有一容置空間；一轉子元件，係包含磁性物質，且可移動地設置於該堤牆結構中央的容置空間內；一組繞阻，係形成於該堤牆結構對應轉子元件之周邊，並至少部分包覆於該堤牆結構內；一蓋板，係蓋設於該堤牆結構上；其中，該轉子元件底部及頂部各形成有一轉子元件座；以及該組繞阻包含有複數形成於該基板上的下導線、一形成於該基板上的連接導線、複數形成於該堤牆結構內的導線及複數形成於該堤牆結構頂部的上導線。
- 一種微機電發電元件製造方法，其包含有：提供一基板；於該基板上形成二組並列的下導線及一連接導線，該二組下導線相間隔一距離，並以該連接導線連接該二組下導線中的其中二條下導線；於該二組下導線間隔處形成一絕緣層、一犧牲層及一轉子元件，該轉子元件包含磁性物質，且包覆於該犧牲層內；於該犧牲層周邊形成一堤牆結構以覆蓋該二組下導線，並於該堤牆結構上對應該二組下導線形成複數對應導線穿孔，且去除該犧牲層；於堤牆結構的導線穿孔內形成導線，並於堤牆結構頂部形成複數上導線，以連接部分該穿孔內的導線，使上導線、下導線及堤牆結構內的導線形成一組繞阻；於堤牆結構頂部蓋設一蓋板。
- 如請求項2所述之微機電發電元件製造方法，其中，形成該犧牲層及轉子元件之步驟係先形成一第一犧牲層，於該第一犧牲層上形成該轉子元件，於該轉子元件上形成一第二犧牲層包覆該轉子元件及該第一犧牲層。
- 如請求項3所述之微機電發電元件製造方法，進一步於該第一犧牲層上形成一凹槽，並於凹槽內形成一轉子元件座，使轉子元件底部設有該轉子元件座。
- 如請求項4所述之微機電發電元件製造方法，進一步於該第二犧牲層上形成一凹槽，並於凹槽內形成另一轉子元件座，使轉子元件頂部設有該轉子元件座。
- 如請求項2所述之微機電發電元件製造方法，係以微影蝕刻製程形成該複數導線穿孔，於蝕刻步驟時可一併去除該犧牲層。
- 如請求項2所述之微機電發電元件製造方法，係以雷射穿孔方式形成該複數導線穿孔，再以蝕刻液去除該犧牲層。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW106107339A TWI610475B (zh) | 2017-03-07 | 2017-03-07 | 微機電發電元件及其製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW106107339A TWI610475B (zh) | 2017-03-07 | 2017-03-07 | 微機電發電元件及其製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI610475B true TWI610475B (zh) | 2018-01-01 |
| TW201834284A TW201834284A (zh) | 2018-09-16 |
Family
ID=61728332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW106107339A TWI610475B (zh) | 2017-03-07 | 2017-03-07 | 微機電發電元件及其製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWI610475B (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200812197A (en) * | 2006-08-18 | 2008-03-01 | Univ Nat Sun Yat Sen | Electromagnetic microgenerator |
| TW201330030A (zh) * | 2011-06-30 | 2013-07-16 | Persimmon Technologies Corp | 用於製造結構化之材料之系統及方法 |
-
2017
- 2017-03-07 TW TW106107339A patent/TWI610475B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200812197A (en) * | 2006-08-18 | 2008-03-01 | Univ Nat Sun Yat Sen | Electromagnetic microgenerator |
| TW201330030A (zh) * | 2011-06-30 | 2013-07-16 | Persimmon Technologies Corp | 用於製造結構化之材料之系統及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201834284A (zh) | 2018-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9536864B2 (en) | Package structure and its fabrication method | |
| US8618631B2 (en) | On-chip ferrite bead inductor | |
| TWI611437B (zh) | 無基板個別耦合電感器結構、電感器結構設備及用於提供電感器結構之方法 | |
| TWI395312B (zh) | 具微機電元件之封裝結構及其製法 | |
| US9345184B2 (en) | Magnetic field shielding for packaging build-up architectures | |
| CN109712952A (zh) | 半导体封装件及其制造方法 | |
| US7705411B2 (en) | MEMS-topped integrated circuit with a stress relief layer | |
| JP6476132B2 (ja) | 基板内結合インダクタ構造 | |
| CN109427759A (zh) | 一种芯片封装结构及其制作方法、电子设备 | |
| JP7307524B2 (ja) | コイル部品及びコイル部品の製造方法 | |
| TW201517084A (zh) | 線圈元件 | |
| US8748291B2 (en) | Method for strip testing of MEMS devices, testing strip of MEMS devices and MEMS device thereof | |
| US9501068B2 (en) | Integration of pressure sensors into integrated circuit fabrication and packaging | |
| JP7004297B2 (ja) | 埋め込みコイルアッセンブリ | |
| CN208819684U (zh) | 多层基板 | |
| JP2018532260A5 (zh) | ||
| TWI436464B (zh) | 半導體封裝、基板及基板製造方法 | |
| JP2018532260A (ja) | インダクタを有するガラスウェハを使用するアドバンスドノードシステムオンチップ（ｓｏｃ）によるインダクタの集積化およびウェハ間接合 | |
| CN102709271A (zh) | 具有减小尺寸的堆叠晶片水平封装 | |
| KR102281452B1 (ko) | 전자부품 내장 인쇄회로기판 및 그 제조방법 | |
| TWI610475B (zh) | 微機電發電元件及其製造方法 | |
| CN109716514A (zh) | 用于防止极低k电介质分层的部分金属填充 | |
| CN106653728A (zh) | 集成电感结构及制作方法 | |
| CN111755411A (zh) | 封装基板 | |
| TW201633455A (zh) | 封裝基板、包含該封裝基板的封裝結構及其製作方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |